半导体工艺-磨抛

磨抛属于芯片后工序，芯片后工序是指芯片制造完成，经过中测、打点后根据需要再进行的减薄、蒸金工艺。下面我们主要...





磨抛属于芯片后工序，芯片后工序是指芯片制造完成，经过中测、打点后根据需要再进行的减薄、蒸金工艺。

下面我们主要讲一讲磨抛工艺。

一、减薄

在半导体制造过程中，为了保证圆片的机械强度、防止翘曲，硅片必须具有一定厚度，但是制造完毕后，为了便于划片、减少接触电阻、利于封装后芯片的散热，需要将芯片从背面减薄，一般减薄到200μm左右，减薄分为有蜡减薄和无蜡减薄。

有蜡减薄是在粘片机上利用熔融的蜡将圆片粘在承片盘上，将承片盘装入磨片机利用研磨液进行研磨，磨片结束清洗干净后，根据需要确定是否进行抛光。而无蜡减薄是利用DFG8540磨片机减薄，它分为精磨和粗磨，不要涂蜡，但是需要在圆片正面贴膜。

1、有蜡减薄：主要利用粘片机和单面减薄机（磨片机），工艺很老，由于要加热石蜡，会产生难闻气味。

研磨液：

金刚砂：研磨液=（300±15）g：1L

或者Al2O3：研磨液=（150±15）g：1L）

不同研磨液研磨出的硅片表面粗糙度不一样。

磨片结束后将承片盘取下，用三脚的千分表测试圆片的厚度，看是否达到要求。

2、无蜡减薄：利用自动磨片机（DFG8540磨片机，和长电磨片机一样）减薄，不要涂蜡，但是需要在圆片正面贴膜，磨片分为精磨和粗磨。

对于大功率管常采用喷砂机喷砂进行减薄，通过金刚砂和水的混合液喷打在硅片背面将硅片减薄。

圆片减薄清洗后，送入检验室检验：

外观检：在显微镜或日光灯下检验碎片、缺角、崩边，正面有无划伤、沾污、芯片有无侵蚀，背面有无沾污、水印、微裂纹、损伤等；

厚度：用千分表测试圆片中心点厚度，如果圆片厚度过大可能会影响封装质量；

表面粗糙度：用SURFCOM 1400B粗糙度测试仪测试，粗糙度必须需要符合要求，如果粗糙度过大会影响后续的背面蒸金工序。

 

二、抛光

在自动粘片机上将硅片用电子蜡粘在承片盘上，将承片盘装入抛光机上，启动机器，开始抛光，此时必须保证抛光液（抛光液: 纯水=1:10）一直流入转盘上。磨片结束后将承片盘取下，此时可以用三脚的千分表测试圆片的厚度，看是否达到要求，一般硅片在减薄后通常抛光3μm。可以在抛光前后用三脚千分表测量硅片的厚度以确定是否符合磨抛的要求，磨抛结束后需要检查表明是否有划伤、碎片等。

抛光分为圆片抛光和、双磨片抛光。

抛光片QC检查：

1）平行度：用非接触厚度测试仪测试；

2）外观检：在显微镜或日光灯下检验碎片、缺角、崩边、划伤、沾污、裂缝、翘曲、桔皮、麻点、白雾、突起等；

3）氧化层层错：铬酸腐蚀法。

三、去蜡、清洗

有蜡减薄和抛光的圆片需要去蜡清洗。首先将两个清洗槽中的H-1清洗液加热到至沸腾，再将盛有圆片的转移盒依次放入两个槽中浸泡，然后将圆片在异丙醇溶液的槽中浸泡以去除H-1清洗液，最后放在超声波清洗机中用纯水超声清洗以除去异丙醇，利用甩干机甩干后（加热，通氮气）送到检验室检验。

对于抛光后（有蜡和无蜡）的圆片，在工序完成后需要清洗，在七槽清洗机中进行，每个槽中的溶液分别为：

1）一槽：纯水；

2）二槽：NaOH溶液和界面活性剂的混合液；

3）三槽：纯水；

4）四槽：NaOH溶液和界面活性剂的混合液；

5）五槽：纯水；

6）六槽：纯水；

7）七槽：纯水。

在每个槽中分别清洗（280±20）S，清洗结束后需要在离心甩干机中甩干。

四、检验

圆片减薄清洗后，送入检验室检查：

1、外观检：在显微镜或日光灯下检验碎片、缺角、崩边，正面有无划伤、沾污、芯片有无侵蚀，背面有无沾污、水印、微裂纹、损伤等（背面允许有划痕）。

2、厚度测量：用千分表测试圆片中心点厚度，厚度值需要达到要求。

3、抽测表面粗糙度，用SURFCOM 1400B粗糙度测试仪测试圆片背面中心一点，需要符合要求。

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